Los coches eléctricos son vehículos que funcionan con motores de combustión interna, pero con algunas mejoras recientes en la tecnología de baterías y electrónica de potencia, los coches eléctricos han vuelto con fuerza. En este artículo, compararemos estas dos tecnologías totalmente diferentes desde un punto de vista científico para entender cuál es superior.
Motores de combustión interna (IC)
Un coche de gasolina tiene un motor IC que utiliza el combustible para producir combustión y generar suficiente presión y temperatura para mover los pistones. La energía de movimiento lineal de los pistones se transfiere a movimiento rotativo mediante un mecanismo de manivela deslizante. Se utiliza una transmisión para transferir esta rotación a las ruedas motrices.
Coches eléctricos
En un coche eléctrico, la fuente de energía proviene de una batería. Un convertidor convierte la energía de la batería de corriente continua (DC) en corriente alterna (AC) trifásica. La corriente alterna trifásica puede hacer funcionar un motor de inducción, que a su vez hace girar las ruedas motrices.
Comparación de tecnologías
En un motor IC, la producción de fuerza y potencia nunca es uniforme. Los componentes alternativos causan desequilibrios mecánicos significativos y se necesitan muchos accesorios para solucionar estos problemas, lo que hace que el motor IC sea bastante pesado. Estos problemas no existen en un motor eléctrico. Los motores de inducción funcionan con un campo magnético giratorio generado por el estator. Se puede controlar fácilmente la velocidad del motor ajustando la frecuencia de entrada de la corriente alterna. Además, estos motores producen potencia y velocidad de manera uniforme y se arrancan automáticamente. Por estas razones, un motor de inducción es mucho más ligero que un motor IC y, al mismo tiempo, produce una potencia y torque mucho mayores.
En cuanto a la refrigeración, tanto el motor IC como el motor de inducción requieren refrigeración para mantener la temperatura en niveles adecuados. Sin embargo, el calor residual generado por un motor de inducción es mucho menor que el de un motor IC.
Diferencias en el almacenamiento de energía
La principal ventaja de un coche de gasolina es la facilidad con la que se puede repostar, mientras que la recarga de los coches eléctricos puede llevar al menos una hora en la actualidad. Además, la densidad de energía de las baterías de litio-ión actuales está muy lejos de la de la gasolina, lo que se traduce en un peso considerablemente mayor para los coches eléctricos. Este peso adicional reduce el coeficiente de fricción entre los neumáticos y la carretera, lo que dificulta las maniobras en curvas. La batería también genera una gran cantidad de calor, por lo que se requiere un sistema de refrigeración continua para mantenerla a una temperatura normal.
A pesar de esto, la ubicación baja y el peso de la batería en los coches eléctricos ofrecen una mayor estabilidad y seguridad. Además, la batería también proporciona rigidez estructural en caso de colisiones laterales.
Regulación y economía
En cuanto a la regulación y economía de potencia, los coches eléctricos tienen una clara ventaja. Los motores IC no pueden operar más allá de cierto rango de velocidad, lo que hace necesario utilizar un mecanismo de transmisión complejo y costoso para controlar la velocidad. Por otro lado, en un coche eléctrico, la velocidad se puede controlar directamente desde el motor. Además, el par y la potencia de un motor eléctrico se pueden controlar instantáneamente, mientras que los motores IC tienen una respuesta más lenta. Esto se traduce en sistemas de tracción mucho más superiores en los coches eléctricos.
En cuanto a la economía, aunque los coches eléctricos son más caros que los coches de gasolina promedio, al comparar el costo necesario para recorrer una milla, los coches eléctricos son al menos un tercio más baratos en comparación con los coches de gasolina. Además, los costos de mantenimiento de los coches eléctricos también son más bajos en comparación con los coches de motor IC.
Conclusión
Los coches eléctricos tienen ventajas inherentes en términos de eficiencia, potencia, regulación, seguridad y economía en comparación con los coches de motor IC. Con el avance tecnológico en los motores de combustión interna prácticamente saturado y el rápido desarrollo de los coches eléctricos, está claro que los coches eléctricos tienen una ventaja como los coches del futuro.
